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HinweisBei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmendes Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besserenDurchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter daseingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, dieTexterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichenDateien mit Fehlern behaftet.

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Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

//

I;

Protokoll .um Experimentalvortrag :

CHEMIE DES ~E.NES

gehalten am 30.6.1993 von Uwe Volz

Chemie in der Schule: www.chids.de

/

Inhaltsverzeichnis:

1. Vorbemerkungen zur Geschichte und Bedeutung des Weines....... 2

2. Definition und Erläuterung 4

3. Die Schritte der Weinbereitung im überblick 5

4. Das Mostgewi cht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6

V 1: Aräometrische Bestimmug des Mostgewichtes 8

5. Die alkoholische Gärung 10

V~2: Alkoholische Gärung /

~ Nachweis des Hauptproduktes CO 2 ••••••••••••••••••••••• 14

V 3 : Alkoholische Gärung /

Nachweis des Hauptproduktes Al koho 1 ....•...•.....•.•.• 16

6. GärungsbeeinflussendeFaktoren 18

V 4: Alkohol als Gärfaktor / Gärstopp '20

V 5: Quantitative Bestimmung des Alkohols im Wein 21

7. Zucker in Most und Wein 24

V 6: Nachweis reduzierender Zucker in Most und Wein 26

8. Säuren und pH-Wert des Weines 29

V 7: pH-Werte von "süßem" und "saurem" Wein 29

VB: Photometrische Einzelbestimmung der Weinsäure ' 31

9. Die Farbe des Rotweines 34

V 9: pH-Wert-Abhängigkeit der Farbe des Rotweines 36

1o. L i teratur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. 37

Anhang: Kopien der 16 während des Vortrages gezeigten

Overhead-Folien

- 1 -Chemie in der Schule: www.chids.de

1. Vorbemerkungen zur Geschichte und Bedeutung des Weines

Seit den frühesten Tagen menschlicher Zivilisation wird Wein

bereitet. Bildliche Darstellungen, die auf ca. 2750 v.ehr.

datiert wurden} belegen, daß im Ägypten dieser Zeit 'das

Herstellungsverfahren für Wein bereits sehr differenziert

gewesen sein muß. In das Gebiet des heutigen Deutschlands

sind Frankreich und

gelangte der Weinbau wahrscheinlich um Christi Geburt durch die

Römer.

Heute werden weltweit jährlich ca. 290 Mio. hl Wein, zu welchen

Deutschland etwa 13 Mio hl (vgl. Römpp 1992, S. 5023) beitrug ,

erzeugt. Mit je etwa 70 Mio. hl p.a.

Italien die stärksten Weinproduzenten.

Die folgenden Pro-Kopf-Verbrauchszahlen sollen zeigen , welcher

großen Beliebtheit sich Wein in den letzten 30 Jahren beim

Verbraucher erfreuen konnte.

Tab.!: Entwicklung des Pro-Kopf-Verbrauchs (in 1)

einzelnen staaten der Europäischen Gemeinschaft.

(Amt für Veröffentlichungen de~ EG 1988 1 5.40)

in den

Mitgliedstaat 0 0 0 0 (2) (2)1976177 1977/78 1978/79 1979/80 1980/81 1981182 1982/83 1983/84 1984185 1985/86

1951/55 IlJ56/60 IlJ61165 ItJ66170 1971/75 1976/80

BR Deutschland 8 10 14 16 22 25 24 24 24 26 25 25 26 26 26 23Frankreich 135 130 121 111 105 97 102 98 94 96 91 88 85 82 80 80Italien 99 108 108 1t0 Ion 90 93 92 87 87 86 82 79 78 68 59Niederlande J 2 3 5 9 12 11 12 12 12 13 13 14 15 15 14Belgien 6 7 8 11 14 18 16 18 18 19 20 20 17 18 17 16Luxemburg 26 30 30 36 43 44 43 43 40 47 45 46 65 63 57 58Vcreinigtes Königreich 5 7 5 5 8 7 7 8 ~ 9 9 9Irland 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3Dünemark 10 13 ) I 12 13 13 14 17 17 18 20 19Griechenland 46 44 45 44 43 44 44 42 37 33 31 29

EUR 6 6H 70 69 68 65 62 64 63 60 61 60 58 56 56 52 4CJEURI0 50 48 49 48 47 48 47 45 44 24 41 39

Quellt''': EUfl)~lal; Kommission der Europarsehen Gemeinschaften, GO Landwirtschaft.

- 2 -


Doch nicht die Verbrauchsmenge ist es, die dem Wein eine

gewisse Sonderstellung im Reigen der Getränke zukommen läßt.

Bei kaum einem anderen agrarischen Produkt läßt sich durch die

Art und Sorgfalt des Herstellungsverfahrens größeren Einfluß

auf die Qualität und damit auf den Marktpreis des Endproduktes

nehmen als bei Wein.

Aufgrund dieses Qualität-Preis-Zusammenhangs hat es schon immer

Versuche gegeben} durch Verfälschungen höhere Qualitäten

vorzutäuschen. Entsprechend alt sind auch die Anstrengungen

durch Weingesetze und Weinprüfungen solche Fälschungsversuche

zu unterbinden. Ein herausragendes Beispiel aus der jüngeren

Vergangenheit war der "Glykol-Skandal" des Weinjahres 1985/86.

Ein Bad Kreuznacher Abfüller hatte durch Versetzen riesiger

Mengen minderwertigen Weines mit Diethylenglykol Qualitäts

stufen von Spätlese bis Trockenbeerenauslese vorgetäuscht.·

Unter anderem mit Hilfe chemischer Analysenmethoden konnte das

Vergehen nachgewiesen und der Ubeltäter überführt werden.

Neben der hier angedeuteten Analyse der Inhaltsstoffe' von Wein/

die zur Qualitätskontrolle dienen kann l sind aus chemischer

Sicht noch zwei weitere Bereiche von Interresse. Zum einen ist

dies die Aufklärung der chemischen Prozesse, die bei der

Weinbereitung spontan ablaufen und zum anderen die als

"Weinbehandlung tt und "Weinschönung" bezeichneten chemischen

Eingriffe beim Ausbau der Weine.

Ein weiterer großer Fragenkomplex 1 der bei einer Bearbeitung

des Themas "Wein" in der Schule in keinem Falle ausgeklammert

werden dürfte J befaßt sich mit den möglichen physiologischen

und psycho-sozialen Auswirkungen des Wein- bzw. Alkoholkonsums.

Im Rahmen dieses Experimental vortrages wird dieser Aspekt

jedoch keine weitere Erwähnung mehr finden.


2. Definition und Erläuterung

Gemäß der Verordnung Nr. 822/87 der Europäischen Gemeinschaft

über die gemeinsame Marktorganisation für Wein vom 16.3.1987/

Amtsblatt der EG 34, Nr. L 163/6 (1991) wird Wein wie folgt

definiert (zitiert nach Römpp 1992 1 5.5021):

Wein ist das Erzeugnis l das ausschließlich durch vollständige

oder teilweise alkoholische Gärung der frischen} auch

eingemaischten Weintrauben oder des Traubenmostes gewonnen

~ wird.'~

Dabei soll der Gesamtalkoholgehalt des Weines mindestens

BIS % vol. betragen.

Diese Definition bedarf einiger Erläuterungen:

Als Weintrauben sind in der Bundesrepublik Deutschland die

Beeren 53 verschiedener Rebsorten zugelassen. Die. wichtigsten

Rebsorten zur Weißweinbereitung sind Müller-Thurgau} Riesling

und Silvaner. Zur Herstellung von Rotwein werden am meisten

Blauer Spätburgunder- I Portugieser- und Trollinger-Reben

angebaut.

Unter Traubenmost versteht man den abgepreßten Saft der

Weinbeeren; mit Maische sind die gemahlenen Trauben gemeint.

Neben dem Saft enthält die Maische auch noch die Hülsen

(Schalen) der Weinbeeren.

Der Gesamtalkoholgehalt setzt sich zusammen aus dem

tatsächlichen Alkoholgehalt und dem Alkohol, der zusätzlich

entstehen würde/ wenn der noch vergärbare Restzucker

vollständig zu Alkohol umgesetzt werden würde.

Auf die ebenfalls in der Definition angesprochene alkoholische

Gärung wird weiter unten näher eingegangen.


3. Die Schritte der Weinbereitung im überblick

1. Lese der reifen Weintrauben

2. Abpressen des Mostes (Keltern) bzw. Einmaischen der Trauben

(nur für Rotwein)

3. Gärung des Mostes/der Maische in Fässern

4. Selbstklärung (Trubstoffe sinken nach beendeter Gärung ab)

5. Abziehen des vorgeklärten Weines

6. Schönung bzw. Behandlung zur weiteren Klärung und zur

Verhinderung späterer Nachtrübungen in der Flasche

7. Erneutes Abziehen nach der 2. Klärung} eventuell Filtration

8. Endgültige Reifung im Faß oder direkt zu 9.

9. Abfüllung in Flaschen

Die Schritte nach der Gärung werden unter dem Begriff "Ausbau"

der Weine zusammengefaßt.


4. Das Mostgewicht

Die erste Kenngröße J die bei der Herstellung von Wein von

Bedeutung ist - die Winzer bestimmen es meist schon vor der

Lese im Weinberg - ist das Mostgewicht des zu verwendenden

Traubensaftes. Es wird in der Einheit °Oechsle angegeben und

kann wie folgt definiert werden:

( spez. Gewicht des Mostes bei 20°C

spez. Gewicht von Wasser bei 20°C- '1 ) • ~OOO

Es gibt also an/ um wieviel Gramm ein Liter des Mostes bei 20°C

schwerer ist} als ein Liter reines Wasser bei 20°C.

Das spezifische Gewicht des Mostes ist umso größer J je größer

die Menge darin gelöster Stoffe ist. Da Zucker über 90% dieser

gelösten Stoffe darstellen J läßt das Mostgewicht direkte

Rückschlüsse auf den Zuckergehalt des Mostes zu.

Von diesem hängt nun wiederum der bei vollständiger Vergärung

des Zuckers erzielbare natürliche Alkoholgehalt des Weines ab.

Je nach Rebsorte und Anbaugebiet fordert das Weingesetz für

Qualitätsweine bestimmter Anbaugebiete (Q.b.A.) und die

einzelnen Prädikatsstufen jeweils bestimmte natürliche

Mindestalkohlgehalte. Dies bedeutet zum Beispiel} daß aus dem

Saft eines im Rheingau auch noch so spät gelesenen Rieslings

nie ein Wein mit dem Prädikat "Spätlese" werden kann, wenn sein

Mostge~icht 85°0echsle nicht erreicht.

Tabelle 2 zeigt den Zusammenhang von Mostgewicht} Zuckergehalt

des Mostes und potentiellem natürlichem Alkoholgehalt des

daraus herzustellenden Weines. r


Tab.2: (siehe Vogt 1970, 5.123)

Beziehungen zw. Mostgewicht, Zuckergehalt u. Alkoholgehalt der Weine

.... ...."0

...."0 c

<D"0 c

Wc

<D J::.Q.) .J:: Q.) J::. Q.)

~ 0N Q.) ~ 0 N ~ 0 N

Q.) (J -0 (i) (J -0 Q) (J~

-0.::L- o .... ~ o "- Ci) o .....(i) :J <t .c a. .J:: ;J « .co. ::J « .J:: a.

.J:: N Oc:!2 o N O~J::. N O~

(J~m :0 ~C'O

o~C'O:? 9 im Liter <i:~ 0 9 im Liter «~ :~ 9 im Liter <i:~

50

I103 48.0 16.08 75

I

170 78.91 10•00 100 I236 110,0 13,92

51 106 49,2 6,24 76 172 80,2 10,16 101 239 111,2 14,08s: 52 108 50,5 6,39 77 175 81,4 10,31 102 241 112,4 14,24~ 53 111 51,7 6,55 78 178 ~ 82,6 10,47 103 244 113,7 14,40

~J 54 114 52,9 6,70 79 180 \) 83,9 10,63 104 247 114,9 14,55~ 55 116 54,1 6,86 80 183 ~ 85,1 10,79 105 249 116,1 14,71 j,~ 56 119 55,2 7,02 81 186 ~86A 10,94 106 252 117,4 14,87

~57 122 56,6 7,17 82 188 87,6 11,10 107 255 118,6 15,0258 124 57,9 7,33 83 191 88,9 11,26 108 257 119,9 15,18 (\)59 127 59,1 7,49 84 193 901 11 41 109 260 121,1 15,3360 130 60,4 7,65 85 196 91,3 11,57 110 263 122,3 15,4961 132 61,6 7,81 86 199 ~ 92,6 11,73 111 265 123,6 15,6562 135 62,9 7,96 87 201 ~ 93,8 11,88 112 268 124,8 15,81

« 63 138 64,1 8,12 88 204 95,1 12,04 113 281 126,0 15,9764 140 65,3 8,27 89 207 ~ 96,3 12,20 114 273 127,2 16,12

.JJ 65 143 66,5 8,43 90 209 ~97,5 12,35 115 276 128,5 16,2866 146 67,8 8,59 91 212 98,8 12,51 116 279 129,8 16,4467 148 69,0 8,74 92 215 100,0 12,67 117 281 131,0 16,5968 151 70,2 8,90 93 217 101,3 12,83 118 284 132,2 16,7569 154 71,5 9,06. 94 220 1025 1298 119 287 133,4 16,9070 156 72,8 9,22 95 223 103,7 13,14 120 289 134,7 17,0671 159 74,0 9,37 96 225 105,0 13,30 121 292 136,0 17,2272 162 75,2 9,53 97 228 106,2 13,45 122 295 137,2 17,3773 164 76,5 9,69 98 231 1107'5 13,61 123 297 138,4 17,5374 167 77,7 9,84 99 233 108,7 13,76 124 300 1397 1768

125 303 141,0 17,73

Die eingetragenen Mindestmostgewichte für die Qualitätsein

stufungen gelten für einen Rheingau Riesling (Würdig/Waller

1 989 J S. 6'3 1 f) •

Die Referenzmethode zur Ermittlung des Mostgewichtes ist die

pyknametrische Bestimmung des Gewichtsverhältnisses.

Refraktometrie, Bestimmung mit dem Aräometer oder der

hydrostatischen Waage sind weitere gebräuchliche Methoden.


V 1: Aräometrische Bestimmung des Mostgewichtes

Zur Durchführung der Bestimmung wird als Probe anstatt frischem

Traubenmost, wenn dieser aufgrund der Jahreszeit nicht

verfügbar ist, ganzjährig käuflicher klarer weißer Traubensaft

verwendet. Dieser hat einen Zuckergehalt von ca. 150 g/l. Bei

Verwendung von richtigem Traubenmost muß dieser vor der

Bestimmung klar filtriert werden; außerdem darf er nicht

angegoren sein, da bereits entstandener Alkohol das Ergebnis

stark verfälschen könnte 4

Geräte: Standzylinder 100 rol,

Aräometer für den Meßbereich 1,000-1,100 g/rol .

(für 20°C geeicht)

Chemikalien: 50 rol zu untersuchender Traubenmost

bzw. käuflicher Traubensaft

Versuchsaufbau:

~:<-j

- 8 -


Versuchsdurchführung:

(vgl. Hessisches Institut für Lehrerfortbildung 1986 1 S.43f)

In 'den Standzylinder werden etwa 50 ml des Traubensaftes

gefüllt und auf 20°C temperiert. Eventuell auftretende

Gasblasen müssen durch vorsichtiges Rühren entfernt werden. Nun

läßt man das Aräometer langsam in den Saft eintauchen. Dabei

ist die Eintauchtiefe umsa größer j je geringer die Dichte der

Flüssigkeit ist. Abzulesen ist derjenige Wert J den das

Aräometer genau am Flüssigkeitsspiegel anzeigt. Zum exakten

Ablesen muß sich daher das Auge d~s Experimentators genau auf

!~ der Höhe des Flüssigkeitsspiegels befinden.

Bei einer abgelesenen Dichte von 1,068 giro! ergibt sich ein

Mostgewicht von 68°0echsle.

Unter Zuhilfenahme von Tabelle/2 (s.o.) läßt sich nun der

Zuckergehalt des Traubensaftes mit 151 g/l ermitteln. Der

Tabelle ist desweiteren zu entnehmen, daß der Wein, den man aus

diesem Most herstellen könnte] einen natürlichen

Gesamtalkoholgehalt von 70,2 g/l bzw. 8 /9 Maßprozenten besäße.


5. Die alkoholische Gärung

(vgl. Vogt 1970 1 S.74ff und Würdig/Waller 1989 1 S.184ff)

Bei der Weinherstellung stellt die alkoholische Gärung den

zentralen (bio-)chemischen Prozeß dar. Sie wird durch

bestimmte Pilze - die Weinhefe -J die meist beim Keltern von

den Beerenhülsen in den Most gelangen l spontan ausgelöst.

Definition: Die alkoholische Gärung ist der für Saccharomyces

Cerevisiae (Weinhefe) typische Stoffwechselweg des anaeroben

Zuckerabbaus.

Die Weinhefezellen enthalten einen ganzen Komplex von Enzymen

die diesen Stoffwechselprozeß steuern. Als Hauptprodukte des

Abbaus des im Most vorhandenen Zuckers entstehen Alkohol und

Kohlendioxid. So ergibt sich als Summengleichung der Gärung die

schon 1810 von Gay-Lussac postulierte Gärungsformel:

Enzyme

(1 )

Vergoren werden die im Most hauptsächlich vorkommenden Hexosen

Glucose und Fructose. Eventuell dem Most in Form von

Rübenzucker zugesetzte Saccharose wird durch das ebenfalls

hefeeigene Enzym Invertase (Saccharase) sehr schnell in Glucose

und Fructose gespalten l bevor sie ebenso wie die natürlich

enthaltenen Hexosen durch ein spezifisches Hexosen

Transportsystem in das Innere der Hefezellen befördert werden,

wo dann die eigentliche Gärung schrittweise stattfindet.

Das folgende Reaktionsschema ~tellt den enzymatischen Prozeß

der Gärung im einzelnen dar (vgl. Würdig/Waller 1989 1 S.192f).


Die Gärung

Glucose

t ATPHexekinase

ADP

®-O?O~H

H~OH

GIucose-6-phospha t

HO-C~H]0 CH20 H

HOOH

OH

Fructose

ATP=lHcxokinasc

ADP

®-O-CH] 0 CI-l20 1-IPhosphohcxosc- V~~

isomcrasc .H OH01-1

Fructosc-ö-phosphat

I\TP) Phosphofructo-kinase

I\DP

.0

®-O-CH2 H2C- O- ® ® 0 (~I-I, 0 H2C 0 ®kO~:/9~'o - -~H - -

'w HO

~I Fructose-Lö-bisphosphatAldolase

H2C-O-® A H2C-O-® H2CO- ®I -.--/ "-.. I I

HO-C-H .. C=O 7 ~. HCOI-l ---I Phosphotriosc- I NADH., I

/C~ isomerase H2C-OH - 1-I2COHH 0 NAD

Glycerinaldehyd-3phosphat

Dihydroxy-acctonphosphat

- 11 -

Glycerin


Die alkoholische Gä rung

0 1-1I

H- C- S-EnzvIl1I J

H -C-OHI

H2C- 0 --®

Glyccrinal- r------ NA Ddehyd-3-P-dehydrogcnase ----.N ADH ]

o~ ..... S-Enzym

I

H -C-OHI

H]C-O-®- HS-Enzym

+ HS-Enzym.

O~C ~O-®I

H - C- OHI

H2C-0 -®

,p'C <7

IH - C- OH

IH2C-0-®

G lyccrinaldchyd-Jp hosph at

mutascPhosphoglyccral-

G IyccrinsiiLIrcI,J -bisphosphat

A DPl Ph osphoglyccra tkina scATP

O~ /0 8

~C

IH - C-OH

IH 2C-0-®

COOeI

H - C-O-®I

H2C-OH

G lyccrinsaure-S- .phosphat

COO eIC- OH

~H2

Pyrllva t-k inase

{AbpATP

Glycerins äure2-phosphat

IEnolase

COOeIC-O ..... ®

11

CH:!

Enolpyruvat

Phosphoenolpyruvat

Ethanol

H/

C=OI

CH J

co-/-

Etha na l

r- - - - N A D H2Alkohol-dch yd rogcnasc • NAD

H/

H -C-OHI

CH J

PvruvatDce;irbox vlasc

11cooeI

C=OI

CHJ

Pyruvat


Aus diesem Reaktionsschema wird unter anderem auch deutlich,

daß Alkohol und C02 die Hauptprodukte der Gärung darstellen.

Daneben ist auch Glycerin als 'ein Endprodukt erkennbar. Da

jedoch die Phosphotriose-Isomerase den größten Teil des

Dihydroxyace~on-phosphates in Glycerin-3-phospha~ umwandelt J

werden pro Gramm Alkohol nur etwa 0/08 g Glycerin gebildet

(vgl. Würdig/Waller 1989, 5.201).

Daneben laufen in den Hefeze lIen noch einige .andere Prozesse

abi so daß während der alkoholischen Gärung noch eine ganze

Reihe weiterer Stoffe gebildet werden l deren Massen

konzen~rationen im fertigen Wein jedoch durchweg unter 1 g/l

liegen. Als Beispiele hierfür können Ethanal, Pyruvat J

Butandiol l Bernsteinsäure und verschiedene Ester genannt

werden.

Bevor die Gärung jedoch starten kann} müssen sich die

Hefezellen zunächst einmal vermehren und ihre Zahl ungefähr

vertausendfachen, was einige Tage dauern kann. In der selben

Zeit haben diverse J ebenfalls im Most befindliche l schädliche

Mikroorganismen die Möglichkeit sich zu vermehren und das

Gärgut zu verderben, bevor sie durch die bakterizide Wirkung

des im Verlaufe der Gärung entstehenden Alkohols und C02

gehemmt werden können. Daher gehen viele Winzer dazu über dem

Most sogenannte Reinzuchthefen zuzustetzen und so die

Angärphase erheblich zu verkürzen. Mit Reinzuchthefen

vergorene Weine sind auch meist reintöniger, da im Gärungs

verlauf weniger Nebenprodukte gebildet werden und die Gärung

vollständiger aus~ällt.


V 2: Alkoholische Gärung / Nachweis des C02 als Hauptprodukt

In dem Versuch wird mit einer Reinzuchthefe reine Glucose in

wässriger Lösung vergoren. Das dabei entstehende Gas weist

man als Kohlendioxid nach} indem man es durch eine gesättigte

Lösung von Ba(OH)2 leitet} aus welcher dann Bariumcarbonat als

weiße Trübung ausfällt.

Im Gegensatz zu den realen Verhältnissen im Weinkeller, bei

welchen man normalerweise Angärph~sen von mehreren Tagen

beobachtet} setzt bei der im folgenden beschriebenen Versuchs

führung die Gärung bereits nach maximal 'S mine in nennens

wertem Umfange ein.

Reaktionsgleichungen:

Enzyme

(1)

C02 + Ba 2 + + 2 OH- ---------) BaC03(S) + H20 (2)

Chemikalien: 100 ml dest. Wasser

35 ml Glucose-Lösung W(C6H1206)= O}l

7 g Trocken-Reinzuchthefe (LAVIN VR der Firma

Boehringer Ingelheim KG)

50 ml gesättigte Bariumhydroxid-Lösung

Geräte: Erlenmeyerkolben 500ml (weithals)J Kristallisierschale,

Tropftrichter ohne Druckausgleich J Rührwerk mit

Heizplatte und Regler für Kontaktthermometer J Kontakt

thermometer, 2-fach durchborhter Gummistopfen J

gebogenesGlasrohr J PVC-Schlauch} Gaswaschflasche}

Glastrichter} Stativrnaterial.


Versuchsaufbau:

ooo


Zunächst muß die Trocken-Reinzuchthefe rehydratisiert werden.

Dazu werden in dem Erlenmeyerkolben, der in dem auf 35°C

temperierten Wasserbad steht} 7 9 Trockenhefe vorgelegt und

zunächst ohne zu rühren aus dem Tropftrichter mit 100 ml dest.

Wasser versetzt. Nach lO-minütigem Quellen wird schließlich

durch vorsichtiges Rühren suspendiert.

Nun werden in den Tropftrichter 35 ml der Glucose-Lsg. gefüllt

und zu der Hefe gegeben; gleichzeitig schaltet man die Heizung

des Wasserbades aus. Es ist darauf zu achten} daß der Hahn am

Tropftrichter nach dem Zulaufen der Glucose wieder verschlossen

wurde.

Nach etwa 5 Minuten ist eine deutliche Gasentwicklung in

Verbindung mit einem starken Aufschäumen der Suspension zu

verzeichnen.


Das entstehende Gas wird in der Gaswaschflasche durch eine

gesättigte Bariumhydroxid-Lsg. geleitet. In dieser ist nach

einer Weile eine weiße Trübung, die durch ausfallendes Barium

carbonat hervorgerufen wird l zu erkennen.

V 3: Alkoholische Gärung / Nachweis des entstandenen Alkohls

Der Alkohol als Produkt der Gärung wird in einem noch in Gärung

befindlichen} etwa halb durchgegorenen Traubenmost J sogenanntem

Federweißen J nachgewiesen. Dieser Federweiße wurde hergestellt,

indem 4 I käuflichen weißen Traubensaftes 2 1/2 Tage vor

Versuchsbeginn in einem Glasballon mit aufgesetztem GärrBhrchen

mit 20 g Reinzuchthefe bei ca. 20°C zur Gärung gebracht worden

waren. Die Authentizität dieses Federweißen kann nach

Beendigung des Vortrages durch eine organoleptische

(sensorische) Prüfung seitens des Auditoriums unter Beweis

gestellt werden.

Daß sich der Most noch in Gärung befindet l kann man an den dem

Gärröhrchen kontinuierlich entweichenden Gasblasen ablesen.

Zum Alkoholnachweis wird das Gärgut zum Sieden gebracht und der

zu rund 96% aus Alkohol bestehende Dampf durch eine schwefel

saure Dichromat-Lsg. geleitet. Der Alkohol ist hier in den

Lage das Cr(VI) zum Cr(III) zu reduzieren, was durch eine

Farbänderung der Lösung von gelb nach grün indiziert wird.

Reaktionsgleichungen:

"


Chemikalien: 100 ml Federweißer

schwefelsaure Kaliumkaliumdichromat-Lösung

(C{K2Cr207)= 0,1 mol/I; C(H2S04)= 0,5 mol/I)

Geräte: 250 ml 2-Halskolben J Heizpilz J Quickfitthülse,

50 ml Vollpipette, Siedesteine, Reagenzglas, 2-fach

gebogenes Glasrohr J Becherglas, Schliffstopfen J Labor-

hebebühne} Stativrnaterial.

Versuchsaufbau:

..... ---_...-.------_. --

-ij,--'

e


Mit einer Vollpipette werden 50 ml des Federweißen aus dem

Gärballon in den 2-HaIskolben pipettiert. Man verschließt den

Kolben und schaltet die Heizung ein. Der Federweiße beginnt

bald zu sieden. Bei dem dabei entstehenden Dampf- handelt es

sich um ein Alkohol/Wasser-Azeotrop, das ca. I 96% Alkohol

enthält. Dieses wird durch die schwefelsaure Kaliumdichromat-

Lösung, die sich in dem Reagenzglas befindet} geleitet.


Nach kurzer Zeit tritt hier eine Farbänderung von gelb nach

grün bzw. blau ein l die den Alkohol durch dessen reduzierende

Wirkung nachweist.

Die verwendete Alkohol-Nachweisreaktion ist die gleiche, die

früher von der Polizei in Prüfröhrchen zur überführung von

Verkehrssündern eingesetzt wurde.

6. Gärungsbeeinflussende Faktoren

Die alkoholische Gärung kann durch eine ganze Reihe von

Faktoren beeinflußt werden. In welcher Ausprägung sich die

einzelnen Faktoren auswirken l hängt jedoch meist stark von dem

jeweils verwendeten Hefe-stamm ab und kann daher

pauschalisierend nur tendenziell beschrieben werden. Die

wichtigsten Gärfaktoren sind:

- Temperatur:

Im Prinzip steigt die Gärgeschwingigkeit mit der Temperatur an,

bis bei ca. 40°C die Proteinkörper der Enzyme zu denaturieren

beginnen. Allerdings steigt auch die Wirkung aller hemmenden

Faktoren mit der Temperatur an l so daß die optimale

Gärtemperatur bereits bei ca. 25°C überschritten wird.

- C02-Gehalt:

Steigender C02-Druck verlangsamt die Gärung. Bei einem C02

Gehalt von 15 g/l.bzw. einem Partialdruck von 7 bar wird die

Gärung eingestellt. Dieser Umstand ermöglicht die bei der

Champagner-Herstellung übliche Gärung in der Flasche, ohne daß

darin ein überschreiten des Berst-Druckes befürchtet werden

muß.


vorgeklärte.

Entbindung

zu hohe

- Trubgehalt des Mostes:

Ungeklärte Moste gären schneller als

Hefezellen benötigen die Trubteilchen zur

erzeugten Kohlendioxids} da ansonsten lokal

Konzentrationen (s.o.) die Gärung stoppen würden.

- Zuckergehalt:

Zu hohe Zuckergehalte des Mostes behindern die Gärung

ebenfalls. Durch die osmotische Saugkraft einer hoch

konzentrierten Zuckerlösung wird den Hefezellen Wasser ent

zogen} was sowohl die Vermehrung der Zellen} als auch die in

ihnen in wässriger Lösung ablaufenden enzymatischen Prozesse

behindert. Am schnellsten vergären Moste mit Zuckergehalten

zwischen 120 und 1eOg/l. Auslesen etwa gären nur mit

besonderen osmotoleranten Hefestämmen voll durch.

- Alkoholgehalt:

Alkohol wirkt auf Mikroorganismen toxisch} woraus auch seine

konservierende Wirkung resultiert. Die Vermehrung von Hefe wird

schon bei 2 % val. eingeschränkt und bei 6 8 % vol.

vollständig unterdrückt. Bei 15 - 16 % vol. (besonders alkohol

resistente Hefestämme bis max. 18 % vol.) wird auch die

Vergärung von Zucker gänzlich gestoppt. Bei hohen Temperaturen

wird die Giftwirkung des Alkohols verstärkt, was zur Folge

hat, daß die Gärung dann schon bei geringeren Alkoholgehalten

eingestellt wird.

Außerdem wird bei steigendem Alkohol- und abnehmendem

Zuckergehalt die Dichte des Mostes immer geringer, so daß sich

Schwebstoffe und damit auch die Hefezellen immer schneller am

Boden des Gärgefäßes absetzen.


V 4: Alkohol als Gärfaktor / Gärstopp durch Alkohol

Mit diesem Versuch 5011 der Gärstopp mittels Alkohol gezeigt

werden. Als Gärgut wird dabei der noch gärende Ansatz aus V 2

verwendet.

In ähnlicher Weise werden z.B. in Frankreich und in Italien

Süßweine mit hohen Gehalten an unvergorenen natürlichen Zuckern

hergestellt, indem man teilweise vergorene Moste durch Zusatz

von reinem Alkohol bis zu Alkoholgehalten von 16 18 % val.

"aufgespritet". In Deutschland ist der Verschnitt von Weinen

mit reinem Alkohol nicht erlaubt.

Geräte und Versuchsaufbau: siehe Versuch 2.

Chemikalien: siehe Versuch 2; außerdem noch 40 ml Ethanol


Zu der noch gärenden Versuchsanordnung von V 2 gibt man durch

den Tropftrichter die 40 ml Ethanol und verschließt die

Apparatur wieder. Nach kurzer Zeit fällt der Schaum, der sich

über der Suspension gebildet hatte, in sich zusammen und auch

in der Gaswaschflasche ist keine weitere Gasentwicklung mehr

abzulesen. Die Zugabe des Alkohols, der nun rund 22 % val. des

Inhalts des Erlenmeyerkolbens ausmacht, hat die Gärung nahezu

augenblicklich gestoppt.

Nach einer Weile kann man auch noch beobachten} wie sich die

abgestorbene Hefe in der nun weniger dichten Lösung absetzt.


V 5: Quantitative Bestimmung des Alkohols im Wein

Der Alkohol ist das Hauptprodukt der Gärung J das im Wein noch

enthalten ist. Auch mengenmäßig stellt er nach dem Wasser den

bedeutendsten Inhaltsstoff dar. Der im Wein enthaltene Alkohol

muß ausschließlich bei der Gärung des Mostes entstanden sein.

Daper ist die quantitative Bestimmung des Alkoholgehalts eine.

der grundlegenden Untersuchungen bei der analytischen

Qualitätskontrolle. Bei der hier verwendeten Bestimmungsmethode

wird ebenso wie bei der EG-Referenzmethode (1982) zunächst das

Ethanol aus dem Wein herausdestilliert, anschließend mit dest.

Wasser auf das Ausgangsvolumen verdünnt und schließlich durch

Bestimmung der Dichte der erhaltenen Lösung sein Gehalt

ermittelt. Zur Dichtebestimmung verwenden wir jedoch kein

Pynometer J sondern das schneller zu handhabende Aräometer.

Chemikalien: 100 ml des zu untersuchenden Weines

ca. 75 ml dest. Wasser

Geräte: Destillationsapparatur J Meßzylinder 100 ml l Heizpilz ,

Glastrichter, Siedesteine J Stativrnaterial J

Aräometer für 0,900 - 1.000 g/rol (bei 20°C geeicht)

Versuchsaufbau:



Mit dem Meßzylinder mißt man genau 100 ml des zu untersuchenden

Weines ab und füllt sie in die Destillationsapparatur. Der

. Meßzylinder wird mehrmals mit wenig dest. Wasser, welches

danach ebenfalls in die Destillationsapparatur überführt wirdl

ausgespült. Nun werden 'Heizpilz und Wasserkühlung eingeschaltet

und destilliert} wobei man den zuvor verwendeten Meßzylinder

als Vorlage einsetzt.

Nachdem etwa 25 ml Destillat vorliegen, kann man davon

ausgehen,

mit dest.

daß der gesamte Alkohol übergegangen ist. Man füllt

Wasser bis zur 100 mI-Markierung auf und temperiert

auf 20°C. Schließlich bestimmt man mit dem Aräometer die Dichte

der erhaltenen Lösung] die den selben Alkoholgehalt besitzt,

wie der ursprünglich verwendete Wein.

In den Tabellen 3 und 4 liest man den zu der ~rmittelten Dichte

gehörenden Alkoholgehalt in g/l bzw. % val. ab.

Tab.3: (siehe Vogt 1970, 5.285)

Gewichts- 4. Dezimalstelle des Gewichtsverhältnisses des Destillatesverhältnis

des

I I I I I I 3 I 2 I 1 I 0Destillates 9 8 7 6 5 4bis zur

3. Dezimal- Gramm Alkohol in 1 Literstelle

0,999 0,5 1,1 1,6 2,1 2,7 3,2 3,7 4,2 4,8 5,30,998 5,8 6,4 6,9 7,4 8,0 8,5 9,0 9,5 10,1 10,60,997 11,2 11,7 12,3 12,8 13,3 13,9 14,4 15,0 15,5 16,10,996 16,6 17,2 17,7 18,2 18,8 19,3 19,9 20,5 21,0 21,60,995 22,1 22,7 23,3 23,8 24,4 25,0 25,5 26,1 26,6 27,2

0,994 27,8 28,3 28,9 29,4 30,0 30,6 31,2 31,8 32,4 32,90,993 33,5 34,1 34,7 35,3 35,8 36,4 37,0 37,6 38,2 38,80,992 39,4 39,9 40,5 41,1 41,7 42,3 42,9 43,5 44,1 44,70,991 45,3 45,9 46,5 47,1 47,7 48,3 48,9 49,5 50,1 50,70,990 51,3 51,9 52,5 53,2 53,8 54,4 55,0 55,6 56,2 56,8

0,989 57,4 58,1 58,7 59,3 59,9 60,5 61,2 61,8 62,5 63,10,988 63,7 64,3 65,0 65,6 66,3 66,9 67,5 68,2 68,8 69,40,987 70,0 70,7 71,3 72,0 72,6 73,3 73,9 74,6 75,2 75,90,986 76,5 77,2 77,8 78,5 79,1 79,8 80,5 81,1 81,8 82,50,985 83,1 83,8 84,5 85,2 85,8 8.6,5 87,2 87,8 88,5 89,2

0,984 89,9 90,6 91,2 91,9 92,6 93,3 94,0 94,7 95,3 96,00,983 96,7 97,4 98,1 98,8 99,5 100,2 100,9 101,6 102,2 102,90,982 103,6 104,3 105,0 105,7 106,4 107,1 107,8 108,5 109,2 109,90,981 110,7 111,4 112,1 112,8 113,5 114,2 114,9 115,7 116,4 11 7,10,980 117,8 118,5 119,3 120,0 120,7 121,5 122,2 122,9 123,6 124,4

0,979 125,1 125,8 126,5 127,3 128,0 128,7 129,5 130,2 130,9 131,70,978 132,4 133,1 133,9 134,6 135,3 136,1 136,7 137,5 138,2 139,00,977 139,7 140,4 1141,2 141,9 142,7 1143,4 144,2 144,8 145,6 146,40,976 147,1 147,9 148,6 149,3 150,0 150,8 151,5 152,3 153,0 153,70,975 154,5 155,2 155,9 156,7 157,4 158,1 158,9 159,6 160,3 161,1

0,974 161,8 162,5 163,2 ·164,0 164,7 165,4 166,2 166,9 167,6 168,40,973 169,1 169,8 170,6 171,3 171 9 172,7 173,4 174,1 174,9 175,60,972 176,3 177,0 177,7 178,5 179,2 179,9 1180,6 181.3

1182.0

182,70,971

1183

•5 184,2 184,9 185,6 186,3 187,0 1187,7 188,4 189,1 189,8

0,970 190,5 191,2 191,9 192,6 193,3 194,0 194,7 195,4 196,1 196,8

- 22 -


Tab.4: (siehe Vogt 1970, 5.286)

Umrechnung der Gramm Alkohol in 1 Liter auf den Volumgehalt an Alkoholbei 20° C in Prozenten

Gramm Gramm Alkohol in 1 Liter, EinerAlkoholin 1 Liter

0 I 1 I 2 I 3 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9

~ Q;Q; c: Volumgehalt an Alkohol in Prozenten"'tJ s:c <D::J N:r:

0 0 0,13 0,25 0,38 0,51 0,63 0,76 0,89 1,01 1,141 1,27 1,39 1,52 1,65 1,77 1,90 2,03 2,15 2,28 2,412 2,53 2,66 2,79 2,91 3,04 3,17 3,29 3,42 3,55 3,673 I 3,80 3,93 4,05 4,18 4,31 4,43 4,56 4,69 4,81 4,944 5,07 5,19 5,32 5,45 5,57 5,70 5,83 5,95 6,08 6,215 6,33 6,46 6,59 6,71 6,84 6,97 7,09 7,22 7,35 7,49

6 7,60 7,73 7,85 7,98 8,11 8,23 8,36 8,49 8,61 8,747 8,87 8,99 9,12 9,25 9,37 9,50 9,63 9,75 9,88 10,018 10,13 10,26 10,39 10,51 10,64 10,77 10,89 11,02 11,15 11,279 11,40 11,53 11,65 11,78 11,91 12,03 12,16 12,29 12,41 12,54

1 0 12,67 12,79 12,92 13,05 13,17 13,30 13,43 13,55 13,68 13,81

1 1 13,93 14,06 14,19 14,31 14,44 14,57 14,69 14,82 14,95 15,071 2 15,20 15,33 15,45 15,58 '15,71 15,83 15,96 16,09 16,21 16,341 3 16,47 16,59 16,72 16,85 16,97 17,10 17,23 17,35 17,48 17,611 4 17,73 17,86 17,99 18,11 18,24 18,37 18,49 18,62 18,75 18,871 5 19,00 19,13 19,25 19,38 19,51 19,63 19,76 19,89 20,01 20,14

1 6 20,27 20,39 20,52 20,65 20,77 20,90 21,03 21,15 21,28 21,411 7 21,53 21,66 21,79 21,91 22,04 22,17 22,29 22,42 22,55 22,681 8 22,80 22,93 23,06 23,18 23,31 23,44 23,56 23,69 23,82 23,941 9 24,07 24,20 24,32 24,45 24,58 24,70 24,83 24,96 25,08 25,212 0 25,34 25,46 25,59 25,72 25,84 25,97 26,10 26,22 26,35 26,48

2 1 26,60 26,73 26,86 26,98 27,11 27,24 27,36 27,49 27,62 27,742 2 27,87 28,00 28,12 28,25 28,38 28,50 28,63 28,76 28,88 29,012 3 29,14 29,26 29,39 29,52 29,64 29,77 29,90 30,02 30,15 30,282 4 30,40 30,53 30,66 30,78 30,91 31,04 31,16 31,29 31,42 31,542 5 31,67 131,80 31,92 32,05 32,18 32,30 32,43 32,56 32,68 32,81

2 6 32,94 33,06 33,19 33,32 33,44 33,57 33,70 33,82 33,95 34,082 7 34,20 34,33 34,46 34,58 34,71 34,84 34,96 35,09 35,22 35,342 8 35,47 35,60 1 35,72 1 35,85 35,98 36,10 36,23 36,36 36,48 136,61


7. Zucker in Most und Wein

Die Zuckergehalte deutscher Weine streuen sehr breit. Eine

Auflistung der analytischen Kennzahlen von über 200

authentischen Weinen verschiedener Anbaugebiete des Jahrgangs

1976 (siehe Würdig/Weller 1989} 5.467-478) weist Zuckergehalte

zwischen 1 /0 und 251,1 g/l aus.

Deutsche Weine können nach ihrem Zuckergehalt klassifiziert

werden:

- bis 4 g/l: für Diabetiker geeignet

- bis 9 g/l: trocken

- 9 - 18 g/l: halbtrocken

Weine mit darüberliegendem Zuchergehalt können als "lieblich"

oder "süß" bezeichnet werden} diese Begriffe sind jedoch im

Gegensatz zu den zuvor genannten nicht gesetzlich geregelt.

Auch völlig durchgegorene Weine besitzen noch einen

Restzuckergehalt von 1 - 4 g/l. Weine mit höherem Zuckergehalt

können durch unvollständige Gärung entstanden sein} heute

jedoch werden halbtrockene und liebliche Weine zumeist durch

Versatz durchgegorener Weine mit Süßreserven (unvergorener

Traubenmost) hergestellt.

Die beiden wichtigsten in Wein und Most vorkommenden Kohlen

hydrate sind die Hexosen Glucose und Fructose. Dabei liegt die

Glucose zu 66 % als ß-D-Glucopyranose und zu 34 % als

«-D-Glucopyranose vor. Die beiden Formen stehen in wässriger

Lösung über die Aldehydform miteinander im Gleichgewicht.

(vgl. Würdig/Waller 1989} S.53f)

- 24 -


6CH20H CH20HI IHA O""'~ H/~

0

I H I H OHC C41~OH HA I OH H HOH I I OH OH

3C 2CI I H OH

H OHa-D-Glucopyranose (34 0/0) ß-D-Glucopyranosc (66 0;'))

Die Fructose liegt in der 6-Ringform als ß-D-Fructopyranose

vor:

HI

ß- D-Fruciopyra nose

In unvergorenem Traubenmost kommen die Hexosen im Verhältnis

1:1 vor. Da die meisten Hefestämme glucophil sind, wird bei der

Gärung die Glucose schneller abgebaut} so daß sich das

Verhältnis mit fortschreitender Gärung immer weiter zugunsten

der Fructose verschiebt. So hat z.B. ein zu 90 % vergorener

Wein im Restzucker nur noch einen Glucoseanteil von etwa 10 %

(vgl. Würdig/Waller 1989, 5.644).

Sowohl Glucose als auch Fructose werden wegen ihrer Fähigkeit

Kupfer(I!) zu Kupfer(I) zu reduzieren als reduzierende Zucker

bezeichnet. Auf diesem Verhalten beruht auch ihr Nachweis in

Most und Wein.


V 6: Nachweis reduzierender Zucker in Most und Wein

Der Nachweis wird mit Fehling'scher Lösung durchgeführt. Diese

stellt eine äquivalente Mischung einer Kupfersulfat- und einer

alkalischen Kaliumtartrat-Lösung dar. Durch Komplexierung der

Cu 2+-Ionen mit je zwei Tartrat-Anionen wird ein Ausfallen von

Kupfer(II)hydroxid verhindert.

2.-

Gibt man zu dieser Fehling'schen Lösung reduzierende Zuckerl so

findet, wie im folgenden am Bsp. der Glucose skizziert J eine

Reduktion des Cu(!!) zum Cu(I) statt, welches als Kupfer(I)oxid

euo orange-rot ausfällt.

H, ~oc"l\

ttc. -0\-+l

!ID-C-H- - --t- - --

l+-C.-oHI

14 C-oHI

~2.~' --() H-

2

Ot+10 I~ /'" ett" ~C)I

C""'- <-{I't (

l't 1~ H

.·H,..... .....' 0 ..• ~

10 IV-- '0'

~ ~c.~ /'c CI ,

t'1 H

kdof'

lÜ{9o I ~\e~ /c~ //

C Cf I +

H H6c.c:f1ol - w..J ou...

K

2. [~(eil- Hlf-06.l~.)+ 2.Ot"'-cct.Cj_)

oo u 0,-, ./" c., ~

C. ~

I It-+ H


Das entstandene organische OxidationsproduktI

wird unter

Spaltung der C-C-Bindung weiter zersetzt.

Die Reaktion setzt bei Cu(II)-überschuß Glucose und Fructose

quantitativ um} so daß nach gravimetrischer Bestimmung des

Kupferoxid-Niederschlages direkt auf die in der Probe

enthaltene Menge reduzierender Zucker zurückgeschlossen werden

kann. In diesem Vortrag soll die Reaktion jedoch lediglich

qualitativ vergleichend durchgeführt werden.

Chemikalien:

~' Fehling 1: 7 g Kupfersulfat auf 100 ml Wasser gelöst

Fehling 2: 34 g Kaliumtartrat und 10 g Natriumhydroxid auf

100 ml Wasser gelöst

Probe 1: Klarer weißer Traubensaft (Most) mit einem Zucker-

gehal~ von ca. 15 g/l

Probe 2: Eine weiße deutsche Spätlese mit der Geschmacksbe-

schreibung "lieblich"

Probe 3: Ein trockener weißer französischer Tafelwein

Geräte: 3 Demonstrationsreagenzgläser, Kristallisierschale,

3 Rührerbsen, 1 Rührfisch (groß), Rührwerk mit Heiz

platte} Kontaktthermometer, 3 Pipetten, Stativmaterial.

Versuchsaufbau:

1

o

2.

- 27 -

3

o


Versuchsdurchführung: (vgl. Pabst 1979)

Die nummerierten Reagenzgläser werden mit Stativmaterial so

befestigt, daß sie etwa zur Hälfte in das Wasserbad eintauchen._

Mit Hilfe eines Kontaktthermometers wird die Temperatur des

Wasserbades auf rund 90°C eingeregelt.

Nun befüllt man jedes Reagenzglas zu 1/4 mit der Lösung

Fehling 1, schaltet das Rührwerk ein und fügt jeweils die

gleiche Menge der Lösung Fehling 2 hinzu. Eine sich anfänglich

eventuell bildende Trübung muß sich umgehend wieder auflösen.

Die drei Reagenzlösungen sind nun klar und durch den Kupfer(II)

tartrat-Komplex tief blau gefärbt.

Jetzt gibt man 2 rnl der jeweiligen Probe in das jeweilige

Reagenzglas.

In Reagenzglas 1 und 2 (Most- und Spätlese-Probe) sind sofort

gelb-braune Trübungen} die sich als orange-roter Niederschlag

von CU20 absetzen J zu erkennen. In Reagenzglas 3 bleibt

zunächst jede Reaktion aus, nach einiger Zeit hat sich jedoch

auch hier eine allerdings geringfügige· Menge orange-roten

Kupfer(I)oxids abgesetzt.

Obwohl der Versuch nicht wirklich quantitativ ausgewertet

wird, ist dennoch deutlich zu erkennen l daß Most und süße

Spätlese gröBere Mengen reduzierender Zucker enthalten J

während sich in dem untersuchten trockenen Tafelwein (Probe 3)

nur noch geringe Zuckerreste befinden. Dieser Befund war nach

dem Vorangesagten auch in dieser Weise zu erwarten.


8. Säuren und pH-Wert des Weines

Der zuvor besprochene Zuckergehalt und der nun zu betrachtende

Säuregehalt wirken sich direkt auf zwei entscheidende

Geschmacksnuancen der Weine aus. Der süße Geschmack hängt

direkt vom Zuckergehalt abi der saure Geschmack hängt direkt

von der Konzentration der Wasserstoffionen ß die sich durch den

pH-Wert ausdrücken läßt, ab. Während sich Süße und Säure

allerdings geschmacklich zu neutralisieren scheinen l

beeinflussen sie einander chemisch nicht. Mit Hilfe einer

kombinierten "Geschmacks- und pH-Wert-Prüfung läßt sich dies

gerade am Beispiel von Wein eindrucksvoll zeigen.

V 7: pH-Werte von "süßem" und "saurem" Wein

Geräte: pH-Elektrode J Demonstrations-Vielfachmessgerät}

2 gekennzeichnete Weingläser.

Proben: 100 ml einer "lieblichen" Spätlese l

100 ml eines trockenen französischen Tafelweines


Man gießt die beiden gegensätzlichen Weine aus frisch

geöffneten Flaschen in je ein Probierglas und bittet ein

vertrauenswürdige Versuchsperson aus den Reihen des Auditoriums

die beiden Proben nach den Geschmacksbezeichnungen "sauer" oder

"weniger sauer" zu klassifizieren.

Nornalerweise wird der trockene Tafelwein als "sauer" und die

liebliche Spätlese als HSÜß H beziehungsweise als Hweniger

sauer" eingeordnet.


Nun wird der pH-Wert beider Weine mit dem pH-Meter gemessen.

Nimmt man eine deutsche Riesling Spätlese und einen süd-

französischen Tafelwein z.B. aus dem Langedoc, so ist es sehr

wahrscheinlich l daß die süße Spätlese einen niedrigeren pH-Wert

aufweist l also saurer ist als der nach dem subjektiven

Geschmacksempfinden saurere Tafelwein.

Der pH-Wert der meisten Weine liegt zwischen 3,0 und 4,0. Er

hängt ven der Menge der enthaltenen Säuren und deren

Dissoziationsgrad ab. In Wein können eine ganze Reihe

verschiedener Säuren auftreten l deren jeweilige Konzentration

je nach Rebsorte, Reifegrad der verwendeten Trauben l

Anbaugebiet und Jahrgang stark variieren kann.

Die wichtigsten Säuren im Wein sind:

(vgl. Würdig/Weller 1989 1 8.522)

L(+)-Weinsäure (0,5-5 g/l)

OH Hf I

HOO - C - C - COOHI IH OH

L(-)-Äpfelsäure (0-8 g/l)

HI

HOOe - C - CH2- eOOHJOH

Bernsteinsäure (0,5-2 g/l, entstanden beim Hefestoffwechsel)


L(+)-Milchsäure (0-5 g/l, entstanden durch bakteriologischen

Säureabbau von Äpfelsäure)

OH1

H3C - C - COOHIH

Die mengenmäßig wichtigsten Säuren, Weinsäure und Äpfelsäure,

stammen bereits aus dem Most und liegen, wenn dieser aus reifen

Trauben gewonnen wurde, meist in einem Stoffmengenverhältnis

.~ von etwa 1:1 vor.

V B: Photometrische Einzelbestimmung der Weinsäure im Wein

( vgl. Vogt 1970, 5.325 )

Im schwach sauren Milieu (ca. pH 4 /7) bildet Tartrat, das Anion

der Weinsäure, mit Monovanadat quantitativ einen gelb-orangen

Komplex, der ein Extinktionsmaximum bei 570 nm besitzt.

Der entstehende Komplex ist nur in Lösung und in einem eng

begrenzten pH-Bereich beständig und daher nicht isolierbar.

Seine Struktur könnte hypothetisch folgendermaßen dargestellt

werden.

Hft-o

o


Die Extinktion einer Lösung dieses Komplexes verhält sich in

Einklang mit dem Lambert-Behr'schen-Gesetz proportional zu

seiner Konzentration. Da sich das Tartrat gemäß Gleichung (5)

quantitativ umsetzt, läßt die gemessene Extinktion einer

Probelösung direkte Rückschlüsse auf dessen Konzentration in

der Probe zu, wenn man sie mit einer zuvor erstellten

Eichgeraden vergleicht.

Chemikalien:

Pufferlösung: 80 ml Eisessig + 320 ml Natriumacetat-Lösung

(\ (W(NaCH3COO)= 0,27) werden mit dest. Wasser zu 1 1 auf-

gefüllt.

Reagenzlösung: 50 ml Ammoniummonovanadat-Lsg. (W(NH4V03)= 0,02)

Proben: 10 g Weinsäure p.a. (zur Herstellung der Eichgeraden) 1

5 ml eines beliebigen Weißweines.

Geräte: Vollpipetten für 5 ml, 10 ml und 25 rol, 2 Erlenmeyer

kolben (50 rol} weithals), Meßkolben 1 I, 9 Meßkolben

zu 100 roll 2 Küvetten} UV-VIS-Spektrometer.

Versuchsdurchführung:r>.

a) Eichkurve: 10 g Weinsäure werden in wenig Wasser gelöst, in

einem Meßkolben zu 1 1 aufgefüllt und durchmischt. Von dieser

Basislösung werden nun 10 rol} 20 roll 30 roll ••. J 90 ml in

einzelne Meßkölbchen pipettiert und je zu 100 ml mit dest.

Wasser aufgefüllt. Somit hat man Eichlösungen mit einem

definierten Weinsäuregehalt von 1,0 g/ll 2 /0 glll 3 /0 g/l, .... ,

10 g/l. Mit diesen Eichlösungen verfährt man wie im folgenden

für die Probe beschrieben} trägt die erhaltenen Extinktions

werte gegen die Massenkonzentrationen auf und verbindet sie zu

einer Eichgeraden ( siehe Fig.1 ).


- - -.--- - - - - ....- .. ,

Fig.l Eichgerade zur photometrischen Weinsäurebestimmung

Extinktion bei 570nm in Abhängigkeit vom

Weinsäuregehalt

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-33~


b) Durchführung der Bestimmung: Man pipettiert 5 JO ml einer

We'ißwein-Pr~obe (bzw. der Eichlösung in einen kleinen Erlen-

meyerkolben und fügt genau 25 ml der Pufferlösung hinzu. 10 ml

der e r ha 1tenel! Lösung versetzt man in einem wei teren kl einen

Erlenmeyerkolben mit 5 ml der Reagenzlösung.

Die nun vorliegende Lösung ist klar und orange-gelb gefärbt.

Man füllt sie in eine Küvette und mißt ihre Extinktion bei

570 nm in einem UV-VIS-Spektrometer gegen eine Lösung} die

genauso hergestellt wurde~ jedoch mit dem Unterschied J daß man

am Ende anstatt der 5 ml Reagenzlösung dest. Wasser einsetzte.

Den abzulesenden Extinktionswert notiert man und liest in der

Eichgeraden den dazugehörigen Weinsäuregehalt ab.

9. Die Farbe des Rotweines

(vgl. Würdig/Waller 1989} S. 39f} 104f und 574f)

Der entscheidende Unterschied zwischen Weißwein und Rotwein

besteht auch aus chemischer Sicht in dessen Farbstoffgehalt.

Die wichtigste Komponente des auch als "önin" bezeichneten

Rotweinfarbstoffs

Malvidin:

ist das zu den Anthozyanen gehörende

ou

HO

HO


Es entstammt bereits den Trauben und befindet sich hier l von

einigen wenigen Färber-Rebsorten abgesehen l ausschließlich in

der Beerenhülse. Die Rebsorten Merlot und Cabernet-Sauvignon l

aus welchen die hochfarbigen Bordeaux-Rotweine hergestellt

werden J enthalten z.B. rund 1 /5 g pro kg Beeren.

Damit r das Malvidin in den Most und damit auch in den Wein

gelangen kann l muß es aüs den Beerenhülsen extrahiert werden.

Daher werden Rotweine durch Vergärung der Maische (=Most mit

Hülsen) hergestellt. Dabei zerstört der entstehende Alkohol die

Zellen der Hülsen und läßt so den Farbstoff in den Most

austreten.

Die Farbe des Malvidin hängt stark vom pH-Wert der Lösung ab.

Bei Zugabe von Basen verändert sich seine Farbe über violett

nach blau.

HOKOLh'OlA-fortM.- dt..S

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In einem einfachen Experiment läßt sich diese pH-Abhängigkeit

und damit auch l daß Rotwein als Blauwein bezeichnet werden

müßte J wenn der Wein alkalisch wäre} schön zeigen.

V 9: pH-Wert-Abhängigkeit der Farbe des Rotweines

Chemikalien: 50 ml Rotwein} 0/01 N-Natronlauge} dest. Wasser.

Geräte: 200 ml Standzylinder mit weißem Hintergrund}

Magnetrührer, Rührfisch} 50 ml Bürette} Stativmaterial


In einen Standzylinder mit Rührfisch J der auf einem Rührwerk

stehend befestigt ist} gibt man 50 rol Rotwein und verdünnt ihn

mit der gleichen Menge Wasser. Dies ist notwendig, da die

Farbtiefe später im Alkalischen wesentlich stärker sein wird

und das Auge ansonsten keine differenzierte Farbe sondern

lediglich Schwarz wahrnehmen würde. Aus dem gleichen Grund ist

es angeraten hinter dem Standzylinder ein stück weißes Papier

zu befestigen.,~

Unter Rühren läßt man nun langsam aus der Bürette die NaOH-

Lösung zutropfen. Dabei kann man den Farbumschlag und die

gleichzeitige Farbvertiefung gut beobachten.


10. Literatur

Amt für amtliche Veröffentlichungen der Europäischen

Gemeinschaft (Hrsg.): Der Wein in der Europäischen

Gemeinschaft l Luxemburg 1988

Hessisches Institut für Lehrerfortbildung - Hauptsteile

Reinhardswaldschule (Hrsg.): Apfelweinprojekt,

Frankfurt 1986

~, Keller, U: Weinlexikon l Darmstadt 1977

Office International de la Vigne et du Vin (Internationales

Weinarnt)(Hrsg.): Internationaler Codex der Wein

behandlungsmittel} deutsche übersetzung hrsg. von den

"Mitteilungen , Rebe und Wein"l Wien-Klosterburg 1964

Pabst, A: Nahrungsmittelchemie - Demonstrations- und

Praktikumsversuche J hrsg. von der Lehrmittelbau Prof. Dr.

Maey GmbH, Bann 1979 1 S. 31-52

Römpp-Chemie-Lexikon, Hrsg.: Falbe, J/Regitz, M, Bd.6 , 9. Aufl.

stuttgart-New York 1992

Schmitt , A: Aktuelle Weinanalytik-Ein Leitfaden für die Praxis

2. Aufl. J Schwäbisch Hall 1983

Weinchemie und Weinanalyse, 3. Auf!., stuttgart 1970

Würdig, G/Woller , R: Chemie des Weines, stuttgart 1989


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j52 108 50.5 6.39 77 175 ~81,4 10.31 102 241 112,4 14.2453 ,111 51 .7 6.55 78 178 82.6 10,47 103 244 113.7 14.40

'j 54 114 52,9 6.70 79 180 ~83.9 10.63 104 247 114.9 14.55:J 55 116 54.1 6,86 80 183 85 .1 10.79 105 249 116,1 14,71- 56 119 55 ,2 7,02 81 186 t.ö 86,4 10.94 106 252 117,4 14,87

t 57 122 56,6 7,17 82 188 ~87.6 11.10 107 255 118,6 15,0258 124 57,9 7,33 83 191 88.9 11.26 108 257 119.9 15.1859 127 591 749 84 193 90.1 11,41 109 260 121.1 15,33

~60 130 ,60,4 7.65 85 196 91.3 11,57 110 263 122,3 1;5,4:9

~61 132 61 ,6 7,81 86 199 92 .6 11.73 111 265 123,6 "'5.6562 135 62,9 7.96 87 201 93 .8 11 ,88 112 268 124,8 115.8 '1

~63 138 64,1 8.12 88 204 95.1 12.04 113 281 126.0 " 5.9764 140 65,3 8.27 89 207 96,3 12,20 114 273 127,2 116.12

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~ 68 151 70.2 8,90 93 217 r 101 .3 12.83 118 284 132.2 16.75.69 154 71 ,5 9,06 94 220 102.5 12,98 119 287 133,4 16.90o 70 156 72,8 9,22 95 223 103.7 13.14 120 289 134.7 17,06 .71 159 74,0 9,37 96 225 105,0 13 .30 121 292 136,0 17.2272 162 75.2 9.53 97 228 106,2 13,45 122 295 137.2 17,3773 164 76.5 9,69 98 231 ..~107 .5 13.61 123 297 . 138.4 17.53

~74 167 77,7 9,84 99 233 108,7 13.76 124 , 300 139.7 1768

125 303 141.0 17,73

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Tab. 52. Errnittlunq des Alkoholqehalts (Gramm in 1 Liter) aus dem Gewichtsver-haltnis des Destillates bei 20 0 C, bezogen auf Wasser von 20 0 C

3ewichts-4. Dezimalstelle des Gewichtsverhältnisses des Destillatesverhältnis

des

___=_ ___I. ___ .~ ___7 I 6 I

I ~-=J ~Destillates 5 4 1bis zur -_._--- ..._-"-----

L Dezimal- Gramm Alkohol in 1 Literstelle .'"

0,999 0,5 1,1 1,6 2,1 2,7 3,2 3,7 4,2 4,8 5,30,998 5,8 6,4 6,9 7,4 8,0 8,5 9,0 9,5 10,1 10,60,997 11,2 11,7 12,3 12,8 13,3 13,9 14,4 15,0 15,5 16,10,996 16,6 17,2 17,7 18,2 18,8 19,3 19,9 20,5 21,0 21,60,995 22,1 22,7 23,3 23,8 24,4 25,0 25,5 26,1 26,6 27,2

0,994 27,8 28,3 28,9 29,4 30,0 30,6 31,2 31,8 32,4 32,90,993 33,5 34,1 34,7 35,3 35,8 36,4 37,0 37,6 38,2 38,80,992 39,4 39,9 40,5 41,1 41,7 42,3 42,9 43,5 44,1 44,70,991 45,3 45,9 46,5 47,1 47,7 48,3 48,9 49,5 50,1 50,70,990 51,3 51,9 52,5 53,2 53,8 54,4 55,0 55,6 56,2 56,8

0,989 57,4 58,1 58,7 59,3 59,9 60,5 61,2 61,8 62,5 63,1"''-',988 63,7 64,3 65,0 65,6 66,3 66,9 67,5 68,2 68,8 69,4

J,987 70,0 70,7 71,3 72,0 72,6 73,3 73,9 74,6 75,2 75,90,986 76,5 77,2 77,8 78,5 79,1 79,8 80,5 81,1 81,8 82,5J,985 83,1 83,8 84,5 85,2 85,8 86,5 87,2 87,8 88,5 89,2

0,984 89,9 90,6 91,2 91,9 92,6 93,3 94,0' 94,7 95,3 96,00,983 96,7 97,4 98,1 98,8 99,5 100,2 100,9 101,6 102,2 102,90,982 103,6 104,3 105,0 105,7 106,4 107,1 107,8 108,5 109,2 109,90,981 110,7 111,4 112,1 112,8 113,5 114,2 114,9 115,7 116,4 117,10,980 117,8 118,5 119,3 120,0 120,7 121,5 122,2 122,9 123,6 124,4

0,979 125,1 125,8 126,5 127,3 128,0 128,7 129,5 130,2 130,9 131,70,978 132,4 133,1 133,9 134,6 135,3 136,1 136,7 137,5 138,2 139,00,977 139,7 140,4 141,2 141,9 142,7 143,4 144,2 144,8 145,6 146,40,976 147,1 147,9 148,6 149,3 150,0 150,8 151,5 152,3 153,0 153,70,975 154,5 155,2 155,9 156,7 157,4 158,1 158,9 159,6 160,3 161,1

0,974 161,8 162,5 163,2 164,0 164,7 165,4 166,2 166,9 167,6 168,40,973 169,1 169,8 170,6 171,3 171 9 172,7 173,4 174,1 174,9 175,60,972 176,3 177,0 177,7 178,5 179,2 179,9 180,6 181,3 182,0 182,70,971 183,5 184,2 184,9 185,6 186,3 187,0 187,7 188,4 189,1 189,8),970 190,5 191,2 191,9 192,6 193,3 194,0 194,7 195,4 196,1 196,8

l),969 197,5 198,2 198,9 199,6 200,3 201,0 201,6 202,3 203,0 203,70,968 204,4 205,0 205,7 206,3 207,0 207,7 208,4 209,0 209,7 210,40,967 211,1 211,7 212,4 213,1 213,7 214,4 215,1 215,7 216,4 217,00,966 217,7 218,4 219,0 219,7 220,3 221,0 221,7 222,3 223,0 223,60,965 224,3 224,9 225,6 226,2 226,8 227,5 228,1 228,8 229,4 230,1

0,964 230,7 231,4 232,0 232,6 233,2 233,9 234,5 235,1 235,8 236,40,963 237,0 237,6 238,2 238,9 239,5 240,1 240,7 241,3 242.0 242,60,962 243,2 243,8 244,4 245,0 245,6 246,2 246,8 247,5 248,1 248,70,961 249,3 249,9 250,5 251,1 251,7 252,3 252,9 253,5 254,0 254,60,960 255,2 255,8 256,4 257,0 257,6 258,2 258,8 259,4 259,9 260,50,959 261,1 261,7 262,3 262,8 263,4 264,0 264,6 265,2 265,7 266,30,958 266,8 267,4 268,0 '268,6 269,1 269,7 270,2 270,8 271,4 271,90,957 272,5 273,1 273,6 274,2 274,7 275,3 275,9 276,4 277,0 277,50,956 278,1 278,6 279,2 279,7 280,3 280,8 281,4 281,9 282,5 283,00,955 283,6 284,1 284,7 ,285,2 285,8 286,3 286,8 287,4 287,9 288,4

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Tab. 53. Umrechnung de-r Gramm Alkohol in 1 Liter auf den Volurnqehalt an Alkoholbei 20° C in Prozenten

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0 0 0,13 0,25 0,38 0,51 0,63 0,76 0,89 1,01 1,141 1,27 1,39 1,52 1,65 1,77 1,90 2,03 2,15 2,28 2,412 2,53 2,66 2,79 2,91 3,04 3,17 3,29 3,42 3,55 3,673 3,80 3,93 4,05 4,18 4,31 4,43 4,56 4,69 4,81 4,944 5,07 5,19 5,32 5,45 5,57 5,70 5,83 5,95 6,08 6,215 6,33 6,46 6,59 6,71 6,84 6,97 7,09 7,22 7,35 7,49

6 7,60 7,73 7,85 7,98 8,11 8,23 8,36 8,49 8,61 8,747 8,87 8,99 9,12 9,25 9,37 9,50 9,63 9,75 9,88 10,018 10,13 10,26 10,39 10,51 10,64 10,77 10,89 11,02 11,15 11,279 11,40 11,53 11,65 11,78 11 ,91 12,03 12,16 12,29 12,41 12,54

1 0 12,67 12,79 12,92 13,05 13,17 13,30 13,43 13,55 1s.es 13,81

1 1 13,93 14,06 14,19 14,31 14,44 14,57 14,05 111 ~"""-~J5 15,07~ ,

1 2 15,20 15,33 15,45 15,58 15,71 15,83 15,96 1b,vJ 16,21 16,341 3 16~47 16,59 16,72 16,85 16,97 17,10 17,23 17,35 17,48 17,611 4 17,73 17,86 17,99 18,11 18,24 18,37 18,49 18,62 18,75 18,871 5 19,00 19,13 19,25 19,38 19,51 19,63 19,76 19,89 20,01 2'0,14

1 6 20,27 20,39 20,52 20,65 20,77 20,90 21,03 21,15 21,28 21 ,411 7 21,53 21,66 21,79 21,91 22,04 22,17 22,29 22,42 22,55 22,681 8 22,80 22,93 23,06 23,18 23,31 23,44 23,56 23,69 23,82 23,941 9 24,07 24,20 24,32 24',45 24,58 24,70 24,83 24,96 25,08 25,212 0 25,34 25,46 25,59 25,72 25*84 25,97 26,10 26,22 26,35 26,48

2 1 26,60 26,73 26,86 26,98 27,11 27,24 27,36 27,49 27,62 27,742 2 27,87 28,00 28,12 28,25 28,38 28,50 28,63 28,76 28,88 29,012 3 29,14 29,26 29,39 29,52 29,64 29,77 29,90 30,02 30,15 , 30,.282 4 30,40 30,53 30,66 30,78 30,91 31,04 31,16 31,29 31,42 31,542 5 31,67 31,80 31,92 32,05 32,18 32,30 32,43 32,56 32,6'8 32,81

2 6 32,94 33,06 33,19 33,32 33,44 33,57 33,10 33,82 33,:95 . 34,082 7 34,20 34,33 34,46 34,58 34,71 34,84 34,96 35,09 35,22 3',5,34·2 8 35,47 35,601 35,72 35,85 35,98 36,10 36,23 36,36 36,418 36,6'1

Einschalttabelle zu Tab. 53

Gramm Volumgehalt Gramm Volumgehalt Gramm Val umgeheltAlkohol an Alkohol Alkohol an Alkohol Alkohol an Alkoholin 1 Liter in Prozenten in 1 Liter in Prozenten in 1 Liter in ProzentenDezimale Dezimale Dezimale

0,1 0,01 I 0,4 0,05 0,7 0,090,2 0,03 0,5 O,O~ 0,8 0,100,3 0,04 I 0,6 0,08 0,9 0,11


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